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淺談開關型表面活性劑的應用
時間:2019-10-15 09:16:00來源:漢斯出版社
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提要:表面活性劑廣泛應用于日常生活、工農業及高新技術等領域,已成為各國化學工藝的重要產業之一。

表面活性劑是指分子結構中含有固定的非極性親油基團和極性親水基團的兩親性化合物,能夠在氣液、固液界面形成定向排列,溶液中加入少量即可顯著下降溶液表面張力,有效改變界面物理化學性質。因此廣泛應用于日常生活、工農業及高新技術等領域,已成為各國化學工藝的重要產業之一。

(圖片來源于網絡,侵刪)

開關型表面活性劑是指能夠通過人為的觸發手段,實現表面活性劑分子結構的可逆轉化,進而實現其宏觀物理化學性質的可控可逆變化的新型高端表面活性劑。漢斯出版社《材料化學前沿》期刊中,有論文學者介紹了開關型表面活性劑的定義以及種類,并對電化學開關型、光開關型、酸堿開關型以及CO2開關型表面活性的結構以及性能進行了詳細闡述,并對開關型表面活性劑的發展進行展望。

電化學開關型表面活性劑是通過電化學刺激響應方法來調節表面活性劑氧化還原狀態來實現表面活性的可控。電化學開關型表面活性劑多以二茂鐵衍生物為主,這主要是因為二茂鐵類物質具有獨特的電化學特性,二茂鐵中的鐵離子在氧化態呈親水性,還原態呈疏水性,并且氧化–還原電勢較低,易于調控。

光開關表面活性劑就是指一類含有特定的光敏基團,能夠在光(可見光、紫外光、紅外光)的激發作用下,分子結構能夠發生順反異構化、光裂解、光二聚等變化,從而改變表面活性劑的表面活性,進而起到調控表面活性劑的目的。

CO2/N2開關型表面活性劑是通過以通入體系的CO2/N2(Ar、空氣)作為觸發器來實現表面活性的啟動、關閉的可逆控制,主要包括脒基、胍基、胺基表面活性劑為主。這類表面活性劑由于具有可逆可控效率高,操作方便,不向體系中添加其他物質,不會對反應體系產生影響,環境友好等獨特優勢,具有廣闊的應用前景。

pH開關表面活性劑又稱作酸堿開關型表面活性劑,這類表面活性劑分子結構中由于具有能夠離子化的酸/堿性基團(如-COOH、-NH2、-ArOH、-OPO3H2、-PO3H2),因此能夠與體系中的H+結合或釋放,以此響應體系中pH值的變化,從而調控表面活性劑的表面活性的目的,目前,研究較多的是聚乙烯亞胺類、聚組氨酸類、聚乙二醇嵌段共聚物、聚乙烯亞胺類化合物、磺胺類等、廣泛應用于基因載體、藥物緩釋、油水乳化等領域。

開關型表面活性劑因其獨特的可控表面活性性能,解決了許多工業洗滌、化妝品行業、食品加工、藥物生產、石油開采等領域的難題,成為當前表面活性劑研究的新領域。根據目前開關型表面活性劑產品的產業化不足,產品種類匱乏、結構單一等問題,應針對不同類型開關型表面活性劑的應用領域,研究多重刺激響應表面活性劑的開發,并加快實驗室成果的產業化轉化,大力應用天然可利用資源,以提高表面活性劑的生物相容性,符合生態和綠色環保要求。

文章來源:https://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=32481

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淺談 開關 表面活性劑 應用

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作者系郭珊珊

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